3月20日，由中国产业发展促进会氢能分会联合30余家氢能产业龙头企业和科研院校共同编写的《中国氢能技术发展研究报告2024》(简称《报告》)在京发布。《报告》着眼于我国氢能全产业链技术发展现状与趋势，围绕氢能“制储输用”各关键环节，从技术发展现状、不同技术路线对比、核心技术与关键装备水平、国内外技术水平比较等方面进行了全面梳理，并立足全球氢能技术前沿发展方向与我国氢能产业发展实际需要，分析并提出了我国氢能全产业链各环节关键技术发展方向的科学建议。2025年1月1日，《中华人民共和国能源法》(简称《能源法》)正式实施，氢能被纳入我国能源管理体系，标志着我国氢能的管理属性迎来了重大转变，对我国持续完善氢能产业政策体系、推动技术创新与竞争力提升、构建绿色低碳多元化氢能供给体系、统筹推进基础设施建设、稳步扩大各领域示范应用规模、系统建立氢能“制储输用”全产业链发展生态具有重要意义。2025年2月27日，国家能源局发布的《2025年能源工作指导意见》提出，探索大型风电光伏基地与相关产业集成式发展新模式，稳步发展可再生能源制氢及可持续燃料产业，稳步推动燃料电池汽车试点应用，有序推进全国氢能信息平台建设，稳妥有序探索开展管道输氢项目试点应用，推动各地建立完善氢能管理机制。2025年全国两会期间，加快推动氢能产业规模化发展再次成为代表委员们的热点议题和发展共识。据氢能促进会不完全统计，两会期间共有十余位代表委员从推动清洁低碳氢多元化低成本供给、促进“电氢热”等多品类能源系统化耦合利用、推进绿氢等绿色燃料替代、加快建设“风光储氢氨醇”一体化大型绿色能源基地、开展氢能高速建设、加强融资保障与资本扶持、组建国家氢经济工作局等多个方面提出若干建议。
近年来，我国经济保持平稳较快增长，对于能源的需求也在不断增加，发展氢能是我国保障能源安全、推进能源绿色低碳转型、破解可再生能源规模化发展约束的重要途径之一。值此“十四五”顺利收官与“十五五”扬帆起航的重要节点，《报告》的发布将为社会各界在氢能产业相关政策制定、学术研究、产品研发、企业经营、金融投资等方面提供科学参考。
根据《报告》，在政策的积极引导与大力支持下，我国氢能全产业链技术不断突破，大量国产化产品和装备加速涌现。我国氢能产业战略布局正从推动产业链关键环节技术攻关和成本降低拓展至全产业链技术突破和应用规模扩大，各领域技术研究也开始从系统及整机制造向核心材料研发与基础研究逐步深入。总体来看，我国氢能产业各领域技术已进入工程化向商业化过渡的关键阶段，产业链各环节关键工艺和技术已基本完成突破或处于突破前夕。核心装备与材料在性能等方面与国际先进水平的差距正在快速缩小，部分领域已达到国际领先水平。
《报告》显示，拓展氢能尤其是绿氢在各领域应用规模，激活跨领域协同创新能力，提升自主技术与国产产品竞争力与市场认可度，将是推动我国氢能全产业链技术高水平发展的重要途径之一。预计到2030年，我国氢能各领域技术将趋于成熟，基本实现全产业链自主可控，国产产品具备一定竞争力，形成一批具有国际影响力的龙头企业，中国电解槽、燃料电池等产品在国际市场占据重要地位。
《报告》指出，在氢制取环节，可再生能源制氢将成为我国氢气供应的主要增量，化石能源制氢产量将于2030年前后达峰并进入快速下降通道，工业副产气将是我国可再生能源制氢形成规模化供应能力前，保障终端用氢需求的重要方式之一。随着一大批绿氢项目的陆续投产，预计2035年前后，我国工业副产氢与水电解制氢的供应比例将迎来拐点。目前，我国化石能源制氢技术已完全实现国产化，大规模工业副产氢提纯技术达到国际领先水平，基于可再生电力的水电解制氢技术是氢制取产业发展的主要方向。碱性电解槽在能耗等方面达到国际先进水平，单槽产氢量达到国际领先水平，国内企业在带压圆槽和常压方槽两条技术路线均有布局，核心材料基本实现国产化替代。PEM电解槽单槽产氢量快速接近国际领先水平，膜电极制备、电堆集成等技术与国外先进水平基本相当，质子交换膜、催化剂等核心材料正在进入国产化替代阶段，碳纸等材料完成技术突破，正在向工程化阶段迈进。SOEC电解槽系统已达百千瓦水平，从材料到系统设计的技术体系基本成型，YSZ电解质及Ni-YSZ阴极和LSM、LSCF阳极材料等核心材料均已实现突破，目前正处于单槽产氢量放大阶段。AEM电解槽完成了500kW单槽和MW级集成样机开发，整体技术水平处在全球第一梯队。《报告》强调，我国电解槽生产制作正在向自动化、智能化与柔性生产转型。同时，针对可再生能源功率波动性和间歇性的特点，通过与人工智能等数智化技术融合，开发具备功率分配决策和集群控制等功能的智能管理系统，将成为电解槽的核心指标之一。《报告》预计，到2030年，我国碱性水电解制氢技术将达到国际领先水平;PEM水电解制氢技术具备较高成熟度，核心材料基本完成国产化替代;SOEC水电解制氢技术与AEM水电解制氢技术进入商业化初期阶段。未来我国将形成“以ALK+PEM为主线，SOEC与AEM为补充”的发展模式。在其他制氢技术方面，甲醇制氢、氨制氢、海水直接制氢、生物质制氢及光催化制氢技术水平处于全球领先地位，天然氢勘察处于早期阶段。
《报告》显示，在氢储运环节，我国氢储运产业呈现技术路线从单一气态向气液固多相拓展、国产化能力从系统层面向材料与零部件延伸、储运规模从近程批次供应向长途稳定供应过渡的发展态势。基于压力容器的气态储运技术成熟度高，是当前我国氢储运的主要形式。万标方级中压球罐、90 MPa站用储氢容器、35 MPa Ⅲ储氢瓶等装备基本实现全产业链技术自主可控，产品具备较强国际竞争力，30 MPaII型长管拖车、70 MPa IV型储氢气瓶已完成技术开发和工程化验证，进入小规模示范应用阶段。地下储氢技术研究进入工程验证阶段。天然气管道掺氢技术完成多项关键技术验证，掺氢输送和随动掺氢技术基本成熟，千公里级纯氢长输管道建设稳步推进，大排量压缩机具备量产能力。低温液氢技术快速进步，真空冷箱、透平膨胀机、正仲氢转化器等核心装备具备国产化能力，大型氢液化装备已迈上10 t/d等级。有机液体储氢技术已进入试点示范阶段。固态储氢技术位于全球第一梯队，钛系、镁系等储氢材料研发与产业化方面具备领先优势，并已形成从材料研发到装备制造的完整产业链。《报告》预计，到2030年，高压气态氢储运技术仍将占据主导地位;低温液氢储运技术在部分长距离运输场景实现商业化运营;有机液体氢储运技术将在部分场景与其他技术形成优势互补;固态储氢技术有望在固定储氢场景和两轮车等特色场景实现规模化应用;掺氢/纯氢管道输氢技术完成适用性与安全性验证，各类输氢管道建成总里程有望突破5000km。
《报告》显示，在氢加注环节，我国加氢站建设稳步推进，据不完全统计，截至2024年6月，我国累计建成加氢站507座，在运加氢站285座，均位居世界第一。高压气氢加氢站EPC能力日趋成熟。压缩机已有较强市场竞争力，加氢枪、控制阀等核心零部件具备国产化能力。目前，我国加氢站以35 MPa、500 kg/d高压储氢加氢站为主，正在积极推进70 MPa、1000 kg/d高压储氢加氢站的商业推广。近年，在我国新建成站点中，1000kg/d以上大型加氢站占比已逐渐升高至40%左右。在液氢加氢站方面，我国已具备从液态储氢到增压汽化再到高压氢气加注的总体技术方案设计能力，45 MPa级高压液氢泵等核心装备完成样机开发，初步具备国产化替代能力。《报告》认为，未来我国加氢站将呈现气液并行的发展态势，加注方式将从高压气氢加注向液氢汽化加注和液氢加注拓展。在稳定的氢气供给网络成形前，制加氢一体站将是保障终端用氢需求的重要方式。通过数智技术实现加氢站智能化和无人化运营，已成为加氢站建设的重点发展方向。提升高压与低温环境下材料耐氢脆性能，优化密封材料与结构，提高使用寿命，是加氢枪、压缩机和阀门管件等加氢站关键装备与零部件性能提升的主要突破方向。
《报告》提出，在氢应用环节，我国氢能应用技术呈现从单一交通领域向能源、冶金等领域加速拓展的态势，化工领域用氢需求逐步从灰氢向绿氢过渡。在交通领域，我国采取商用车优先的发展路线。除公路交通外，在轨道交通与航运航空领域氢能装备方面也取得了积极进展。燃料电池系统与集成水平快速提升，电堆性能接近国际领先水平，核心材料国产化步伐不断加快。氢内燃机完成多款样机开发。在能源领域，我国电氢耦合技术快速进步，“电-氢-电”最高转化率已达50%左右;燃煤机组掺氨燃烧技术达到国际领先水平;燃气轮机掺氢/纯氢燃烧发电技术实现重大突破。在化工领域，绿色合成氨技术处于国际先进水平;大规模CO2加氢制甲醇技术进入中试阶段;电氢合成绿色航煤技术完成百吨级验证。国内绿色产品认证标准体系正在逐步建立。在冶金领域，氢冶金技术整体仍处于试点示范阶段，我国已完成了富氢高炉全工艺流程验证;氢基竖炉技术仍以引进吸收为主。《报告》预计，我国氢能在交通、化工、能源、冶金等领域应用技术将在2030年前后步入成熟期。交通领域燃料电池技术和内燃机技术将达到国际领先水平，交通领域氢能应用将进入全面推广阶段。在能源领域，我国燃料电池分布式供能、煤电机组掺氨燃烧、燃气轮机掺氢/纯氢燃烧技术基本成熟并进入规模化推广阶段，将有力支撑我国“电氢并行”新型能源体系的建设。在化工领域，随着绿氢经济性的明显改善，合成氨与合成甲醇需求将保持稳定增长，炼化领域将从燃料油产品转向烯烃等非油化工品。在冶金领域。作为我国碳冶金向氢冶金过渡的重要途径，富氢高炉技术将具备规模化推广条件，氢基竖炉技术将完成关键技术和国产化装备验证。《报告》预测，到2030年，我国各领域绿氢需求总量将达到500万t左右。
